Navigarea este definirea parametrilor de coordonate-timp ai obiectelor.

Primul mijloc eficient de navigare a fost poziționarea prin vizibil corpuri cerești(soare, stele, luna). O alta cea mai simplă metodă navigația este o legătură cu terenul, adică poziționarea în raport cu reperele cunoscute (turnuri de apă, linii electrice, autostrăzi și căi ferate si etc.).

Sistemele de navigație și poziționare sunt concepute pentru a monitoriza în mod constant locația (starea) obiectelor. În prezent, există două clase de ajutoare pentru navigare și poziționare: terestre și spațiale.

La sol includ sisteme staționare, portabile și portabile, complexe, stații de recunoaștere la sol, alte mijloace de navigație și poziționare. Principiul funcționării lor este de a controla aerul radio prin intermediul unor antene speciale conectate la stațiile radio de scanare și de a izola semnalele radio emise de emițătoarele radio ale obiectelor de urmărire sau emise de complexul (stația) în sine și reflectate de obiectul de urmărire sau de la o etichetă specială sau un senzor de cod de bord (CBD) plasat pe obiect. Atunci când se utilizează acest tip de mijloace tehnice, este posibil să se obțină informații despre coordonatele locației, direcției și vitezei de mișcare a obiectului controlat. Dacă există un marcaj special sau CBD pe obiectele de urmărire, dispozitivele de identificare conectate la sisteme permit nu numai marcarea locației obiectelor monitorizate pe o hartă electronică, ci și distingerea acestora în consecință.

Sistemele de navigație și poziționare spațială sunt împărțite în două tipuri.

Primul tip sisteme spațiale navigația și poziționarea se remarcă prin utilizarea unor senzori speciali pe obiectele de urmărire mobile - receptoare ale unui sistem de navigație prin satelit precum GLONASS (Rusia) sau GPS (SUA). Receptoarele de navigație ale obiectelor de urmărire mobile primesc un semnal radio de la sistemul de navigație, care conține coordonatele (efemeridele) sateliților aflați pe orbită și referința de timp. Procesorul receptorului de navigație, în funcție de datele de la sateliți (cel puțin trei), calculează latitudinea și longitudinea geografică a locației sale (receptor). Aceste informații (coordonate geografice) pot fi vizualizate atât pe receptorul de navigație propriu-zis, în prezența unui dispozitiv de ieșire a informațiilor (afișaj, monitor), cât și la punctul de urmărire, când este transmisă de la receptorul de navigație al unui obiect în mișcare prin radio. comunicare (radială, convențională, trunking, celulară, satelit).

Cel de-al doilea tip de sisteme de navigație și poziționare spațială se distinge prin scanarea recepției (portării) pe orbită a semnalelor provenite de la balizele radio instalate pe obiectul de urmărire. Un satelit care primește semnale de la balize radio, de regulă, se acumulează mai întâi și apoi, la un anumit punct al orbitei, transmite informații despre urmărirea obiectelor către un centru de procesare a datelor de la sol. În același timp, timpul de livrare a informațiilor este oarecum crescut.

Sistemele de navigație prin satelit permit:

• efectuează monitorizarea și urmărirea continuă a oricăror obiecte în mișcare;
• afișați pe harta electronică a dispecerului coordonatele, traseul și viteza de deplasare a obiectelor de control și urmărire (cu o precizie de determinare a coordonatelor și a înălțimii deasupra nivelului mării până la 100 m, iar în modul diferențial - până la 2 ... 5 m);
• răspunde cu promptitudine la situațiile de urgență (modificări ale parametrilor așteptați la obiectul controlului și urmăririi sau în traseul și programul de trafic al acestuia, semnal SOS etc.);
• optimizarea rutelor și orarelor pentru deplasarea obiectelor de control și urmărire.

În prezent, funcțiile sistemelor specializate de navigație și poziționare (urmărirea automată a locației curente a unităților de abonat, terminale de comunicații în vederea furnizării de servicii de roaming și furnizare de servicii de comunicații) pot fi îndeplinite cu o precizie relativă prin satelit și celular (dacă stațiile de bază au echipamente de poziţionare) sisteme de comunicaţii radio.

Introducerea pe scară largă a sistemelor de navigație și poziționare, instalarea pe scară largă a echipamentelor adecvate în rețele comunicare celulară Rusia, pentru a determina și a monitoriza în mod constant locația transmițătoarelor de operare, patrulelor, vehiculelor și a altor obiecte de interes pentru organele de afaceri interne, ar putea extinde semnificativ posibilitățile de aplicare a legii.

Principiul de bază al poziționării cu ajutorul sistemelor de navigație prin satelit este utilizarea sateliților ca puncte de referință.

Pentru a determina latitudinea și longitudinea unui receptor terestru, receptorul trebuie să primească semnale de la cel puțin trei sateliți și să cunoască coordonatele acestora și distanța de la sateliți la receptor (Fig. 6.8). Coordonatele sunt măsurate în raport cu centrul pământului, care are coordonatele (0, 0, 0).

Distanța de la satelit la receptor este calculată din timpul de propagare a semnalului măsurat. Aceste calcule nu sunt dificil de efectuat, deoarece se știe că undele electromagnetice se propagă cu viteza luminii. Dacă sunt cunoscute coordonatele a trei sateliți și distanțele de la aceștia la receptor, atunci receptorul poate calcula unul dintre cele două locuri posibile în spațiu (punctele 1 și 2 din Fig. 6.8). De obicei, receptorul poate determina care dintre cele două puncte este valid, deoarece o valoare a locației are o valoare lipsită de sens.

Orez. 6.8. Determinarea poziției prin semnale de la trei sateliți

În practică, pentru a elimina eroarea ceasului generatorului, care afectează acuratețea măsurătorilor diferenței de timp, este necesar să se cunoască locația și distanța până la al patrulea satelit (Fig. 6.9).

Orez. 6.9. Determinarea poziției prin semnale de la patru sateliți

În prezent, există două sisteme de navigație prin satelit - GLONASS și GPS - care sunt utilizate în mod activ.

Sistemele de navigație prin satelit includ trei componente (Fig. 6.10):

• segment spațial, care include o constelație orbitală de sateliți artificiali ai Pământului (cu alte cuvinte, nave spațiale de navigație);
• segment de control, complex de control la sol (GCC) al constelației orbitale a navelor spațiale;
• echipamentul utilizatorului sistemului.

Orez. 6.10. Compoziția sistemelor de navigație prin satelit

Segmentul spațial al sistemului GLONASS este format din 24 de nave spațiale de navigație (NSV) situate pe orbite circulare cu o înălțime de 19.100 km, o înclinare de 64,5 ° și o perioadă orbitală de 11 h 15 min în trei planuri orbitale (Fig. 6.11). Fiecare plan orbital găzduiește 8 sateliți cu o deplasare uniformă a latitudinii de 45°.

Segmentul spațial al sistemului de navigație GPS este format din 24 de sateliți principali și 3 de rezervă. Sateliții sunt pe șase orbite circulare cu o altitudine de aproximativ 20.000 km, o înclinare de 55°, distanțați uniform în longitudine la intervale de 60°.

Orez. 6.11. Orbitele sateliților GLONASS și GPS

Segmentul complexului de control la sol al sistemului GLONASS îndeplinește următoarele funcții:

• suport efemeride și timp-frecvență;
• monitorizarea câmpului de radionavigație;
• monitorizarea radiotelemetrică a NSC;
• comandă și software de control radio al NSC.

Pentru a sincroniza scalele de timp ale diverșilor sateliți cu precizia necesară, la bordul NSC sunt utilizate standarde de frecvență de cesiu cu o instabilitate relativă de ordinul a 10 -13 s. Complexul de control la sol folosește un standard de hidrogen cu o instabilitate relativă de 10 -14 s. În plus, GCC include mijloace pentru corectarea scărilor de timp ale satelitului în raport cu scara de referință cu o eroare de 3-5 ns.

Segmentul de sol oferă suport efemeride pentru sateliți. Aceasta înseamnă că parametrii mișcării satelitului sunt determinați la sol și valorile acestor parametri sunt prezise pentru o perioadă de timp predeterminată. Parametrii și prognoza lor sunt încorporate în mesajul de navigație transmis de satelit odată cu transmiterea semnalului de navigație. Aceasta include, de asemenea, corecții timp-frecvență ale scalei de timp integrate a satelitului în raport cu ora sistemului. Măsurarea și predicția parametrilor de mișcare ai satelitului sunt efectuate în centrul balistic al sistemului pe baza rezultatelor măsurătorilor de traiectorie a distanței până la satelit și a vitezei radiale a acestuia.

Echipamentul utilizatorului sistemului este un dispozitiv de inginerie radio conceput pentru a recepționa și procesa semnale de navigație radio ale navelor spațiale de navigație pentru a determina coordonatele spațiale, componentele vectorului viteză de mișcare și pentru a corecta scările de timp ale utilizatorului sistemului global de navigație prin satelit.

Receptorul determină locația consumatorului, care selectează dintre toți sateliții observați pe cei mai favorabili în ceea ce privește asigurarea acurateței navigației. În funcție de intervalele de sateliți selectați, determină longitudinea, latitudinea și înălțimea consumatorului, precum și parametrii mișcării acestuia: direcția și viteza. Datele primite sunt afișate pe afișaj sub formă de coordonate digitale sau afișate pe o hartă copiată anterior pe receptor.

Receptoarele sistemelor de navigație prin satelit sunt pasive, adică nu emit semnale și nu au un canal de comunicare inversă. Acest lucru vă permite să aveți un număr nelimitat de consumatori de sisteme de comunicații de navigație.

În prezent, sistemele de monitorizare a mișcării obiectelor bazate pe sisteme de navigație prin satelit au devenit larg răspândite. Structura unui astfel de sistem este prezentată în fig. 6.12.

Orez. 6.12. Structura sistemului de monitorizare

Receptoarele de navigație instalate pe obiectele de urmărire primesc semnale de la sateliți și calculează coordonatele acestora. Dar, deoarece receptoarele de navigație sunt dispozitive pasive, este necesar să se asigure un sistem de transmitere a coordonatelor calculate către centrul de monitorizare din sistem. Modemurile radio VHF, modemurile GSM/GPRS/EDGE (rețele 2G), rețelele de generația a treia care funcționează pe protocoalele UMTS/HSDPA, modemurile CDMA, sistemele de comunicații prin satelit etc. pot servi ca mijloace de transmitere a datelor pe coordonatele obiectului observare.

Centrul de monitorizare al unui sistem de navigație și monitorizare prin satelit este conceput pentru a monitoriza obiectele pe care sunt instalate (conținute) echipamente de navigație și comunicații pentru a controla parametrii individuali ai acestuia (locație, viteză, direcție de mișcare) și pentru a lua decizii cu privire la anumite acțiuni.

Centrul de monitorizare conține instrumente software și hardware de procesare a informațiilor care oferă:

• receptia, prelucrarea si stocarea informatiilor provenite de la obiectele de observatie;
• afișarea pe harta electronică a zonei informații despre locația obiectelor de observație.

Sistemul de navigație și monitorizare al organelor de afaceri interne rezolvă următoarele sarcini:

• asigurarea controlului automatizat de către personalul unității de serviciu pentru amplasarea echipajelor Vehicul;
• furnizarea personalului de serviciu cu informații despre amplasarea vehiculelor pentru luarea deciziilor de management atunci când se organizează un răspuns prompt la incidente din zona de responsabilitate;
• afișarea într-un format grafic a informațiilor despre poziționarea vehiculelor și a altor informații de service pe un automat la locul de muncă operator;
• formarea și păstrarea unei arhive pe rutele de circulație a echipajelor vehiculelor în timpul serviciului acestora;
• emiterea de rapoarte statistice privind îndeplinirea normelor de desfășurare obligatorie a forțelor și mijloacelor în timpul schimbului de serviciu, parametri sumari ai eficienței utilizării forțelor și mijloacelor, indicatori de control a zonelor de responsabilitate.

Pentru a asigura o fiabilitate și fiabilitate ridicate a transmiterii informațiilor de monitorizare de la echipamentul de bord al autovehiculelor ale unităților Ministerului Afacerilor Interne al Rusiei către gardienii de serviciu, este necesar să se utilizeze un canal de transmitere a datelor de rezervă ca parte. a sistemului, care poate fi folosit ca

În acest articol, vom vorbi despre sistemele de poziționare globală dezvoltate în SUA, Rusia, UE și China; vom explica modul în care suportul tehnologiilor globale de navigație prin satelit este implementat în dispozitivele electronice și vom descrie, de asemenea, funcțiile cheie și suplimentare ale receptoarelor de navigație moderne.

GPS

Sistemul GPS (Global Positioning System) a fost creat pentru uz militar. A început să funcționeze la sfârșitul anilor 1980 și începutul anilor 1990, dar până în 2000, restricțiile privind locația artificială i-au restrâns semnificativ capacitatea de a fi utilizat în scopuri civile.

După ce restricțiile privind acuratețea determinării coordonatelor au fost anulate, eroarea a scăzut de la 100 la 20 m (în ultimele generații de receptoare GPS cu conditii ideale eroarea nu depășește 2 m). Astfel de condiții au făcut posibilă utilizarea sistemului pentru o gamă largă de sarcini generale și speciale:

• Determinarea locației exacte
• Navigare, conducere pe un traseu cu referire la o hartă bazată pe o locație reală
• Sincronizarea timpului

Orbitele sateliților GPS. Un exemplu de vizibilitate a sateliților dintr-unul dintre punctele de pe suprafața Pământului. Sat vizibil este numărul de sateliți vizibili deasupra orizontului observatorului în condiții ideale (câmp clar).

GLONASS

Analogul rusesc al GPS - GLONASS (Global Navigation Satellite System) - a fost implementat în 1995, dar din cauza finanțării insuficiente și a duratei scurte de viață a sateliților, nu a fost utilizat pe scară largă. Anul 2001 poate fi considerat a doua naștere a sistemului, când a fost adoptat un program țintit pentru dezvoltarea acestuia, datorită căruia GLONASS și-a reluat activitatea cu drepturi depline în 2010.

Astăzi, 24 de sateliți GLONASS operează pe orbită, acopera întregul glob cu un semnal de navigație.
Cele mai recente dispozitive de consum folosesc GPS și GLONASS ca sisteme complementare, conectându-se la cei mai apropiați sateliți găsiți, acest lucru crește foarte mult viteza și precizia muncii lor.

Exemplu: dispozitiv de navigație și comunicație GPS/GLONASS auto bazat pe sistemul de operare Android, dezvoltat de echipa Promwad pentru un birou de proiectare rus. Suport implementat pentru GSM/GPRS/3G. Dispozitivul actualizează automat informațiile de trafic în timp real și oferă șoferului cel mai bun traseu, ținând cont de aglomerația din trafic.

În prezent sunt în curs de dezvoltare încă două sisteme de satelit: Galileo european și busola chinezească.

Galileo

Galileo - proiect colaborativ Uniunea Europeanăși Agenția Spațială Europeană, anunțată în 2002. Inițial, era de așteptat ca încă din 2010, 30 de sateliți să opereze pe o orbită medie apropiată de Pământ în cadrul acestui sistem. Dar acest plan nu a fost pus în aplicare. Acum, data estimată pentru începerea funcționării lui Galileo este 2014. Cu toate acestea, este de așteptat ca utilizarea completă a sistemului să înceapă nu mai devreme de 2020.

Busolă

Acesta este următorul pas în dezvoltarea sistemului regional de navigație Beidou din China, care a fost pus în funcțiune după lansarea a 10 sateliți la sfârșitul anului 2011. În prezent, oferă acoperire în Asia și Pacific, dar se preconizează că va fi global până în 2020.

Compararea orbitelor sistemelor de navigație prin satelit GPS, GLONASS, Galileo și Compass (orbita medie a Pământului - MEO) cu orbitele Stației Spațiale Internaționale (ISS), telescopul Hubble și seria de sateliți Iridium pe orbită joasă, precum și orbita geostaționară și dimensiunea nominală a Pământului.

Suport GNSS

Suportul pentru tehnologia sistemelor globale de navigație prin satelit (GNSS) în dispozitivele electronice este implementat pe baza receptoarelor de navigație, care pot fi realizate în diferite versiuni:

• Smart Antenna - un modul format dintr-o antenă ceramică și un receptor de navigație. Avantaje: compactitate, nu necesită coordonare, reduce costul de dezvoltare prin reducerea timpului.
• MCM (Multi Chip Module) - un cip care include toate componentele receptorului de navigație.
• OEM - placă ecranată, inclusiv procesor de interfață RF și procesor de frecvență în bandă de bază (RF-frontend + bandă de bază), filtre SAW și conducte. Aceasta este cea mai populară soluție în acest moment.

Modulul de navigație este conectat la un microcontroler sau sistem-on-a-chip prin UART/RS-232 sau interfață USB.

Parametrii cheie ai receptorilor de navigație

Înainte ca un receptor de navigație să poată furniza informații despre poziție, acesta trebuie să aibă trei seturi de date:

1. Semnale prin satelit
2. Almanah - informații despre parametrii aproximativi ai orbitelor tuturor sateliților, precum și date pentru calibrarea ceasului și caracteristicile ionosferice
3. Efemeride - parametrii exacti ai orbitelor și ceasurilor fiecărui satelit

Caracteristică TTFF arată cât timp îi ia receptorului să caute semnale de la sateliți și să determine poziția. Dacă receptorul este nou, sau a fost oprit pentru o perioadă lungă de timp sau a fost mutat pe o distanță lungă de la ultima pornire, timpul de obținere a setului de date necesar și de fixare a locației crește.

Producătorii de receptoare folosesc diverse metode pentru a reduce TTFF, inclusiv descărcarea și stocarea almanahurilor și efemeridelor prin rețele de date fără fir (numite GPS asistat sau A-GPS), ceea ce este mai rapid decât extragerea acestor date din semnalele GNSS.

Pornire la rece descrie o situație în care receptorul trebuie să obțină toate informațiile pentru a determina o locație. Acest lucru poate dura până la 12 minute.

Început cald descrie o situație în care receptorul are aproape toate informațiile necesare în memorie și va determina locația într-un minut.

Unul dintre parametrii cheie ai modulelor de navigație din dispozitivele mobile este consumul de energie. În funcție de modul de funcționare, modulul consumă o cantitate diferită de energie. Faza de căutare prin satelit (TTFF) este caracterizată prin consum mare de energie și urmărire prin consum redus de energie. Producătorii implementează, de asemenea, diverse scheme pentru a reduce consumul de energie, de exemplu, punând periodic modulul în modul de repaus.

De regulă, toate modulele emit date folosind un protocol text. NMEA-0183, dar pe lângă protocolul text specificat, fiecare producător are propriul protocol binar (Binary), care vă permite să schimbați configurația modulului pentru o anumită utilizare sau să obțineți acces la funcționalități suplimentare, precum și acces la măsurători brute. Protocolul binar este convenabil pentru utilizare pe microcontrolere, deoarece nu este nevoie să convertiți din text în date binare, economisind astfel memoria programului prin eliminarea bibliotecii de șiruri și a timpului de conversie.

Standardul NMEA-2000 este o evoluție a protocolului NMEA-0183. Bus-ul CAN este folosit ca strat fizic în NMEA-2000, care a fost ales datorită securității sale mai mari în comparație cu RS-232. Din punctul de vedere al protocolului de transfer de date, NMEA-2000 diferă semnificativ de predecesorul său, deoarece. utilizează un protocol binar bazat pe standardul SAE J1939.

Rata de actualizare a datelor de poziție și viteză a tuturor modulelor este de 1 Hz, dar dacă este necesar, poate fi mărită la 5 sau 10 Hz.

În funcție de aplicație, modulul poate fi configurat pentru anumite caracteristici dinamice, pe care ar trebui să-l urmărească (de exemplu, accelerația maximă a unui obiect). Acest lucru vă permite să utilizați algoritmul optim și să îmbunătățiți calitatea măsurătorilor.

Pentru a efectua sarcina de navigare, modulul trebuie să primească simultan semnale de la mai mulți sateliți, adică. au mai multe canale de recepție. Astăzi, acest număr variază de la 12 la 88.

Precizia poziționării GPS este în medie de 15 m, se datorează semnalului inexact utilizat, influenței atmosferei asupra propagării semnalului radio, calității oscilatoarelor de cristal din receptoare etc. Dar cu ajutorul metode corective, este posibilă îmbunătățirea preciziei de poziționare. Această tehnologie se numește GPS diferential. Există două metode de corectare: DGPS terestru și satelit.

În metodele de corecție terestră, stațiile terestre de corecție diferențială își verifică constant poziția cunoscută și semnalele de la sateliții de navigație. Pe baza acestor informații, se calculează valori de corecție care pot fi transmise folosind un transmițător VHF sau LW către receptoarele mobile DGPS în format RTCM. Pe baza informațiilor primite, consumatorul poate ajusta procesul de determinare a propriei locații. Precizia acestei metode este de 1-3 metri și depinde de distanța până la transmițătorul de informații de corecție și de calitatea semnalului.

Metode prin satelit, cum ar fi sistemul WAAS(Sistem de creștere a zonei extinse), disponibil în America de Nord, și sistemul EGNOS(European Geostationary Navigation Overlay System), disponibil în Europa, trimit date corective de la sateliții geostaționari, realizând astfel b despre Zona de recepție mai mare decât în ​​cazul metodelor terestre.

Sistemele de corecție diferențială bazate pe satelit (SBAS - Space Based Augmentation Systems) pot îmbunătăți acuratețea, fiabilitatea și disponibilitatea sistemului de navigație prin integrarea datelor externe în procesul de calcul

Demonstrarea principiului de funcționare a sistemului WAAS (Wide Area Augmentation System) în Statele Unite

Unul dintre principalii parametri care afectează precizia poziționării și stabilitatea recepției este sensibilitate. Este determinată de obicei de calitatea amplificatorului cu zgomot redus la intrarea receptorului și de complexitatea algoritmilor de procesare digitală implementați. Valorile tipice pentru receptoarele moderne sunt în intervalul de 143 dBm pentru căutare și 160 dBm pentru urmărire.

Pe lângă poziționare, GNSS oferă informații despre ora exactă. De regulă, toate receptoarele au o ieșire PPS(impuls pe secundă, impulsuri pe secundă) - un al doilea marcaj (1 Hz) care este sincronizat precis cu scala de timp UTC.

Funcții suplimentare ale dispozitivelor de navigație

socoteala. Pe baza informațiilor despre direcție și distanță (furnizate de senzori opționali), receptorul își poate calcula poziția în absența semnalelor satelitare (de exemplu, în tuneluri, în parcări subterane și în zonele urbane dense).

Unele module au capacitatea de a conecta direct memoria flash (de exemplu, prin SPI) la modul pentru înregistrarea piesei cu frecventa ceruta. Această caracteristică elimină necesitatea unui microcontroler separat sau poate fi utilă pentru minimizarea consumului de energie (adică, sistemul pe cip poate fi în stare de repaus).

Aceasta completează o imagine de ansamblu superficială a tehnologiilor globale de navigație prin satelit. Vă mulțumim pentru atenție. Exemple de proiecte finalizate bazate pe aceste GLONASS și GPS pot fi vizualizate pe pagină

Navigația prin satelit este folosită de șoferi, bicicliști, turiști – chiar și amatori alergări de dimineață urmărește propria lor rută folosind sateliți. În loc să-i întrebe pe trecători cum să găsească casa potrivită, cei mai mulți preferă să-și ia un smartphone și să pună această întrebare către GLONASS sau GPS. În ciuda faptului că modulele de navigație prin satelit sunt instalate în fiecare smartphone și în majoritatea ceas sport, doar o persoană din zece înțelege cum funcționează acest sistem și cum să-l găsească pe cel potrivit într-o mare de dispozitive cu funcții GPS/GLONASS.

Cum funcționează un sistem de navigație prin satelit?

Abrevierea GPS înseamnă Global Positioning System: „Global Positioning System”, dacă este tradusă literal. Ideea de a folosi sateliți pe orbita Pământului pentru a determina coordonatele obiectelor terestre a apărut în anii 1950, imediat după Uniunea Sovietică a lansat primul satelit artificial. Oamenii de știință americani au urmărit semnalul satelitului și au descoperit că frecvența acestuia se schimbă atunci când satelitul se apropie sau se îndepărtează. Prin urmare, cunoscându-vă coordonatele exacte pe Pământ, puteți calcula și locatie exacta satelit. Această observație a dat impuls dezvoltării unui sistem global de coordonate.

Inițial, flota a devenit interesată de descoperire - a început dezvoltarea laboratorului naval, dar în timp s-a decis crearea unui sistem unic pentru toate forțele armate. Primul satelit GPS a fost lansat pe orbită în 1978. Acum semnalele sunt transmise de aproximativ treizeci de sateliți. Când sistemul de navigație a început să funcționeze, departamentele militare americane au făcut un cadou tuturor locuitorilor planetei - au deschis accesul gratuit la sateliți, pentru ca toată lumea să poată folosi gratuit Sistemul de poziționare globală, ar exista un receptor.

În urma americanilor, Roskosmos și-a creat propriul sistem: primul satelit GLONASS a intrat pe orbită în 1982. GLONASS este un sistem global de navigație prin satelit care funcționează pe același principiu ca și cel american. Acum există 24 de sateliți ruși pe orbită, care asigură coordonarea.

Pentru a utiliza unul dintre sisteme, și de preferință două în același timp, aveți nevoie de un receptor care va primi semnale de la sateliți, precum și de un computer pentru a descifra aceste semnale: locația obiectului este calculată pe baza intervalelor dintre cele primite. semnale. Precizia calculelor este de plus sau minus 5 m.

Cu cât mai mulți sateliți „văd” dispozitivul, cu atât mai multe informatii poate oferi. Pentru a determina coordonatele, este suficient ca navigatorul să vadă doar doi sateliți, dar dacă găsește cel puțin patru sateliți, dispozitivul va putea raporta, de exemplu, viteza obiectului. Prin urmare, dispozitivele moderne de navigație citesc din ce în ce mai mulți parametri:

• Coordonatele geografice ale obiectului.
• Viteza lui de mișcare.
• Înălțimea deasupra nivelului mării.

Ce erori pot apărea în funcționarea GPS/GLONASS

Navigația prin satelit este bună, deoarece este disponibilă non-stop de oriunde în lume. Oriunde v-ați afla, dacă aveți un receptor, puteți determina coordonatele și puteți construi o rută. Cu toate acestea, în practică, semnalul sateliților poate fi blocat de obstacole fizice sau dezastre meteorologice: dacă treceți pe lângă un tunel subteran și o furtună răzvrătește și de sus, este posibil ca semnalul să nu „termine” la receptor.

Această problemă a fost rezolvată datorită tehnologiei A-GPS: presupune că receptorul accesează serverul prin canale de comunicare alternative. Aceasta, la rândul său, utilizează datele primite de la sateliți. Datorită acestui lucru, puteți utiliza sistemul de navigație în interior, tuneluri, pe vreme rea. Tehnologia A-GPS este concepută pentru smartphone-uri și alte dispozitive personale, așa că atunci când alegeți un navigator sau un smartphone, verificați dacă acesta acceptă acest standard. Așa că poți fi sigur că dispozitivul nu te va dezamăgi într-un moment crucial.

Proprietarii de smartphone-uri se plâng uneori că navigatorul nu funcționează corect sau se „oprește” periodic, nu determină coordonatele. De regulă, acest lucru se datorează faptului că la majoritatea smartphone-urilor funcția GPS / GLONASS este dezactivată implicit. Dispozitivul folosește turnuri celulare sau internet wireless pentru a calcula coordonatele. Problema este rezolvată prin configurarea smartphone-ului, activând metoda dorită pentru determinarea coordonatelor. De asemenea, poate fi necesar să calibrați busola sau să resetați navigatorul.

Tipuri de navigatori

• Automobile. Un sistem de navigație bazat pe sateliți GLONASS sau pe omologii lor americani poate face parte din computerul de bord al mașinii, dar mai des cumpără dispozitive separate. Ele nu numai că determină coordonatele mașinii și vă permit să ajungeți cu ușurință de la punctul A la punctul B, dar și vă protejează împotriva furtului. Chiar dacă atacatorii fură mașina, aceasta poate fi urmărită de un far. Un plus dispozitive speciale pentru mașini, și prin faptul că prevăd instalarea unei antene - datorită antenei, puteți amplifica semnalul GLONASS.
• Turist. Dacă un set special de hărți poate fi instalat într-un navigator de mașină, atunci se impun cerințe mai stricte pentru dispozitivele de călătorie: modelele moderne permit utilizarea unui set extins de hărți. Cu toate acestea, cel mai simplu dispozitiv de călătorie este doar un receptor de semnal cu un simplu computer. El poate nici măcar să nu marcheze coordonatele pe hartă, caz în care este necesară o hartă de hârtie cu o grilă de navigare. Cu toate acestea, acum astfel de dispozitive sunt cumpărate doar din motive de economie.
• Smartphone-uri, tablete cu receptor GPS/GLONASS. Smartphone-urile vă permit, de asemenea, să descărcați un set extins de hărți. Pot fi folosite ca navigatori auto și turistice, principalul lucru este să instalați aplicația și să descărcați hărțile necesare. Multe dintre programele utile de navigare sunt gratuite, dar unele necesită o taxă mică.

Software de navigare pentru smartphone-uri

Unul dintre cele mai simple programe concepute pentru cei care nu doresc să se adâncească în funcționalitate: MapsWithMe. Vă permite să descărcați o hartă a regiunii dorite din rețea, astfel încât apoi să o puteți utiliza chiar dacă nu există conexiune la Internet. Programul va afișa locația pe hartă, va găsi obiectele marcate pe această hartă - le puteți salva ca marcaje și apoi utilizați căutarea rapidă. Acest lucru pune capăt funcționalității. Programul folosește doar hărți vectoriale - alte formate nu pot fi încărcate.

Proprietarii de dispozitive Android pot folosi programul OsmAnd. Este potrivit pentru șoferi și drumeții, deoarece vă permite să creați automat un traseu de-a lungul drumurilor sau potecilor montane. Navigatorul GLONASS vă va ghida pe traseu cu comenzi vocale. Pe lângă hărțile vectoriale, puteți utiliza hărți raster, precum și să marcați puncte de referință și să înregistrați trasee.

Cea mai apropiată alternativă la OsmAnd este aplicația Locus Map. Este potrivit pentru drumeții, deoarece seamănă cu un dispozitiv de navigare clasic pentru rucsac, care era folosit înainte de apariția smartphone-urilor. Utilizează atât hărți vectoriale, cât și hărți raster.

Dispozitive de călătorie

Smartphone-urile și tabletele pot înlocui un dispozitiv GPS/GLONASS dedicat turismului, dar această soluție are dezavantajele ei. Pe de o parte, dacă aveți un smartphone, nu trebuie să cumpărați niciun dispozitiv suplimentar. Este ușor să lucrați cu harta pe un ecran mare și luminos, alegerea aplicațiilor este largă - am indicat doar câteva programe, este imposibil să acoperim toate ofertele. Dar smartphone-ul are și dezavantaje:

• Se descarcă rapid. În medie, dispozitivul funcționează timp de o zi, iar în modul de căutare constantă a coordonatelor - chiar mai puțin.
• Necesită o manipulare atentă. Desigur, există smartphone-uri securizate, dar, pe lângă faptul că este costisitoare, fiabilitatea unui astfel de smartphone încă nu poate fi comparată cu un dispozitiv special de călătorie GLONASS. Poate fi complet impermeabil.

Pentru drumețiile de mai multe zile în sălbăticie au fost dezvoltate dispozitive specializate, în carcase impermeabile și cu baterii puternice. Cu toate acestea, atunci când alegeți un astfel de dispozitiv, este important să clarificați că acesta acceptă atât hărți vectoriale, cât și hărți raster. O hartă raster este o imagine legată de coordonate. Puteți lua o hartă pe hârtie, o scanați, o puteți conecta la coordonatele GLONASS și obțineți o hartă raster. Hărțile vectoriale nu sunt o imagine, ci un set de obiecte pe care programul le plasează pe imagine. Sistemul vă permite să începeți să căutați obiecte, dar este dificil să creați o astfel de schemă pe cont propriu.

Navigația prin satelit este în primul rând un mijloc de înaltă precizie pentru a determina coordonatele locației obiectelor fizice. Poți găsi obiectele dorite cu ajutorul sistemelor moderne de navigație aproape oriunde în lume. Cele moderne în curs de dezvoltare sunt capabile să ofere o acoperire extinsă pentru transmiterea datelor de navigație precise.

navigare?

Sistemele de navigație prin satelit reprezintă o gamă largă de echipamente electronice și sub forma unei combinații de echipamente spațiale și terestre.

Navigarea este un mijloc de determinare a poziției obiectelor. Cu toate acestea, cel mai mult facilitati moderne Navigarea prin satelit vă permite să determinați aproape cu exactitate parametri precum viteza sau direcția de mișcare a unui obiect și așa mai departe.

Sistemele de navigație se bazează pe constelații de sateliți orbitali, care pot include de la două până la câteva zeci de sateliți. Sarcina lor principală este să facă schimb de semnale radio între ei și sisteme de sol Control. La rândul său, echipamentul client al utilizatorului este folosit pentru a determina coordonatele dorite pe baza informațiilor primite de la centrele de control al navigației.

Principiul de funcționare a sistemului de navigație prin satelit

Funcționarea sistemelor de satelit se bazează pe determinarea distanței de la satelit la antena obiectului ale cărui coordonate trebuie calculate. O hartă condiționată a locației tuturor sateliților din sistem este cunoscută sub numele de almanah. Majoritatea receptoarelor de navigație prin satelit sunt capabile să stocheze o astfel de hartă în memorie și să primească instantaneu datele necesare. Astfel, programele de navigație, bazate pe construcții geometrice de coordonate, fac posibilă calcularea poziției exacte a unui obiect pe o hartă.

Navigatoare personale prin satelit

Navigatoarele personale moderne sunt dispozitive de înaltă tehnologie concepute nu numai pentru a primi date de navigație prin satelit, ci și pentru a oferi utilizatorului o experiență multimedia bogată.

În combinație cu echipamentul de abonat în prezența unui specialist software, navigatorii personali oferă oportunități de monitorizare atât a obiectelor staționare, cât și a vehiculelor.

Dacă vorbim despre șoferii de vehicule, atunci pentru aceștia navigarea este, în primul rând, o oportunitate de a primi recomandări detaliate privind alegerea celor mai reușite rute, urmând care vă permite să optimizați consumul de combustibil și să reduceți semnificativ timpul de călătorie.

Perspective pentru dezvoltarea sistemelor de navigație prin satelit

În prezent, navigația prin satelit este un sistem care este utilizat la nivel global în scopuri cartografice. Cea mai mare parte a datelor de navigație GPS este acum controlată de armata SUA. Prin urmare, de la an la an, desfășurarea sistemelor alternative, unde proiectul european Galileo și Glonass rusesc par cele mai promițătoare, devine o problemă din ce în ce mai urgentă pentru țară.

Pe baza opiniilor marketerilor, se poate susține că următoarele decenii promit o dezvoltare semnificativă pentru piața serviciilor de navigație. Opinii similare sunt deținute și de dezvoltatorii de proiecte în domeniul navigației prin satelit. Acest lucru este confirmat de datele numeroaselor centre de cercetare, care constată o creștere a cererii de servicii de navigație în rândul proprietarilor de dispozitive digitale portabile.